книги из ГПНТБ / Глуховский А.Д. Каркасы многоэтажных промышленных зданий с крупной сеткой колонн

^ I '

39

40

нагрузки к постоянной, равном 2:1. Результаты этого

вопрос, в какой степени невыгодное расположение вре­ менной нагрузки на выше- п ннжерасположенных риге­ лях-фермах влияет на усилия в рассматриваемом риге­ ле-ферме. Чтобы внести ясность в этот вопрос, были рас­ смотрены два варианта невыгодного загружения: всех ярусов и только одного яруса. Результаты расчета этих вариантов загружения приведены в табл. 17, из которой следует, что в расчетных сечениях 1, 2 и 4 усилия в зави­ симости от загружения всей рамы или одного яруса от­

Из приведенного анализа можно сделать вывод, что невыгодное загружение временной нагрузкой выше и ни­ же расчетного яруса не оказывает существенного влия­ ния на расчетные усилия в ферме. Поэтому при расчете многоярусной рамы можно учитывать невыгодное распо­ ложение нагрузки только на ригелях-фермах рассчиты­ ваемого яруса.

Влияние числа пролетов каркаса. Для того чтобы ус­ тановить влияние числа пролетов на величины усилий в элементах каркаса от вертикальной нагрузки, рассмот­ рим три варианта одного яруса расчлененной многоярус­ ной рамы: однопролетной, двухпролетной и трехпролет­ ной (рис. 12). Все варианты рассчитывались на посто­ янную единичную равномерно распределенную нагрузку

41

по верхнему и нижнему поясам ферм. Полученные ре­ зультаты приведены в табл. 18. Здесь даны величины мо­

5)

V *

не превышает 1%, а величины продольных сил совпада­ ют. В то же время усилия в ферме однопролетной рамы заметно отличаются по величине от усилий в фермах двух- и трехпролетных рам. В сечениях 1 и 4 однопро­ летной рамы величины моментов меньше, чем в двух- и трехпролетных, соответственно на 11— 12 и 24—25%, а в сечениях 2 и 3 однопролетной рамы величина моментов

42

больше соответственно на І2 и 4%. Что же касается про­ дольных сил, то в сечениях 1, 2 и 4 они больше у одно­ пролетной рамы на 8—9%, а в сечении 3 равны нулю во всех трех вариантах.

Распределение усилий в крайних колоннах рам не имеет ярко выраженной разницы, как в фермах. Однако и здесь с увеличением числа пролетов рам наблюдается тенденция к уменьшению величины моментов. Моменты в колоннах всехярусов двух- и трехпролетных рам на 1—3% меньше, чем в однопролетных рамах.

Произведенное сравнение позволяет сделать вывод, что только в однопролетных рамах с ригелями-фермами усилия в ригеле и колоннах заметно отличаются от уси­ лий в двух-, трех- и многопролетных рамах. Что касается двух- и трехпролетных рам, моменты и продольные силы в элементах этих ригелей-ферм почти одинаковы. Следовательно, многопролетные рамы можно рассчиты­ вать как двухпролетные, так как в рамах с ригелями-

43

44'

45

фермами при равномерно распределенной нагрузке в ферме среднего пролета примерно такие же усилия, как и в ферме крайнего пролета вследствие очень большой жесткости этих ферм.

Влияние распределения нагрузки по поясам фермы. Суммарная временная нагрузка на ригель-ферму может быть по-разному распределена между верхним и нижним поясами фермы, в зависимости от размещенного в зда­ нии производства и назначения помещений, расположен­ ных в пределах конструктивной высоты ригеля-фермы. Влияние этого фактора было определено расчетом трехъ­ ярусной двухпролетной рамы (геометрическую схему и сечения см. на рис. 11) со следующими вариантами рас­ пределения нагрузки по поясам. В первом варианте по­ стоянная нагрузка на нижний пояс равна 4 тс на 1 пог.м, временная нагрузка — 3,85 тс на 1 пог.м. Во вто­ ром варианте — соответственно 4 и 1,9 тс на 1 пог.м. Постоянная нагрузка на верхний пояс в первом вариан­ те составляет 4 тс на 1 пог. м, а временная—3,85 тс на 1 пог.м. Во втором варианте — соответственно 4 и 5,8 тс на 1 пог. м. В обоих вариантах постоянная нагрузка одинакова. В первом варианте временная нагрузка на верхний и нижний пояса фермы одинакова. Во втором варианте временная нагрузка на верхний пояс в 3 раза больше, чем на нижний. При этом в обоих вариантах сумма временных нагрузок на оба пояса одинакова — 7,7 тс на 1 пог. м.

В табл. 19 даиы усилия в расчетных сечениях рамы от приведенных выше нагрузок. Из таблицы видно, что в расчетных сечениях ферм-ригелей и колонн всех трех ярусов моменты отличаются не больше, чем на 2%, а продольные силы одинаковы. Отсюда можно сделать вы­ вод, что перераспределение суммарной равномерно рас­ пределенной нагрузки на ригель-ферму в пределах 30% по ее поясам при одинаковой жесткости последних суще­ ственно не влияет на величины усилий в элементах рамы.

Выполненные исследования позволяют сделать следу­ ющие выводы и рекомендации по статическому расчету многоярусных многопролетных рам с ригеЛями-фермами.

1.Расчет должен производиться с учетом деформаций от продольных сил.

2.Многоярусная рама может быть расчленена на ряд

одноярусных с шарнирами в серединах высот примыкаю­ щих стоек, а для первого этажа — с шарнирами в середи­

46

не высоты вышележащего этажа и жестко заделанными стойками первого этажа.

3.Рамы, имеющие три, четыре и больше пролетов, мо­ гут рассчитываться как двухпролетные.

4.Невыгодность расположения временной нагрузки можно учитывать только на ригеле-ферме рассчитывае­ мого яруса.

5.Расчет на давление ветра следует производить только в тех случаях, когда соотношение между высотой

ишириной рамы больше единицы или когда пролеты ра­ мы больше 18 м.

6.Изменения в распределении нагрузки между поя­ сами фермы до 30% при одинаковой жесткости поясов существенно не влияют на величины усилий в элементах рамы.

Г Л А В А II

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МНОГОЭТАЖНЫХ РАМ С РИГЕЛЯМИ-ФЕРМАМИ

Изложенные выше методы статического расчета мно­ гоэтажных рам с ригелями-фермами, как точный, так и приближенный, содержат ряд допущений и условностей. Это потребовало экспериментальной проверки опытных образцов конструкции в целях определения действитель­ ной прочности и жесткости, а также характера появле­ ния и величины раскрытия трещин на различных стади­ ях загружения, вплоть до разрушения.

1.ИСПЫТАНИЕ РИГЕЛЕЙ-ФЕРМ НАТУРАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ

Всвязи с большими техническими трудностями про­ ведения испытания рамы с ригелями-фермами натураль­ ной величины был применен метод поэлементного моде­ лирования. Сущность метода заключается в том, что мо­ делируют работу отдельных элементов конструкции. Для этого:

определяют граничные условия, т. е. рассчитывают конструкцию в целом и определяют усилия, действую­ щие на испытываемый элемент;

47

к элементу прикладывают нагрузку, эквивалентную усилиям, полученным в результате расчета;

производят испытание элемента;

§См

Рис. !3. Опытным образец безраскосном фермы

на основании проведенного испытания делают выво­ ды о работе конструкции в целом.

Многоэтажная рама состоит из колонн и ригелейферм. Работа колонн в достаточной степени изучена. Ис-

Рнс. 14. Стенд для изготовления безраскосных ферм

пытание ферм с параллельными поясами, как ригелей многоэтажных рам, не проводилось.

Работа фермы была смоделирована в системе рамы, т. е. испытали ряд ферм натуральной величины, во всех сечениях которых одновременно создавались усилия, рав­

48